A keményítő bendőbeli lebomlása

A hazai és nemzetközi irodalmi adatok szerint a keményítő bendőbeli lebonthatóságát legnagyobb mértékben a keményítőforrás (takarmány) fajtája és annak keményítőtartalma, a takarmány érettségi és feldolgozottsági foka, a takarmányadag összetétele, továbbá a takarmányozás intenzitása befolyásolja. A rendelkezésre álló kísérleti eredmények arra utalnak, hogy az egyes takarmányok keményítőtartalmának bendőbeli lebonthatósága igen különböző lehet. A legfontosabb energiaforrások (erjesztéssel tartósított tömegtakarmányok, különböző gabonamagvak) keményítőjének bendőbeli lebomlása 42–94% között változhat (OKINE és KENNELLY, 2003). Ez az eltérés a keményítő eltérő szerkezeti felépítésével magyarázható, de LEBZIEN és mtsai (2002) szerint magvak esetében ezen túlmenően a magvak eltérő morfológiai sajátosságaival, a mag fehérje- és zsírtartalmával, annak a magon belüli eloszlásával is összefügg. A gabonamagvak közül a kukorica és a cirok keményítőjének bendőbeli lebonthatósága a legkisebb mértékű, míg az árpa és a búza eredetű keményítő ennél nagyobb mértékben és gyorsabban bomlik le a bendőben. A kukorica és a cirok esetében figyelembe kell venni azt is, hogy az emésztőrendszer „hátsóbb szakaszába” (vékonybél, vastagbél) jutó keményítő csak részben hasznosul és akár jelentős hányada is emésztetlenül távozhat. Ezt az emésztetlen keményítőrészt a gyakorlatban széles körűen elterjedt tálcás trágyaszűrő segítségével végzett trágyamosás révén könnyen lehet
(és célszerű is!) ellenőrizni.

A keményítő bendőbeli lebomlását takarmány-előkészítési eljárásokkal (pl. fizikai és kémiai kezelések) javíthatjuk. A fizikai eljárások közé tartozik pl. a gabonamagvak darálása, őrlése, pelyhesítése, hengerezése (lapkázás), granulálása (pelletálás) stb. Ezen előkészítési módozatok alkalmazása esetén a kukorica és a cirok keményítőjének a bendőbeli lebomlása javulhat, és ez által a keményítő teljes emésztőrendszeren mért hasznosulása szignifikáns mértékben növekedhet. Ennek az az oka, hogy a fizikai kezelések a hőhatás okozta kémiai reakciók következtében fokozzák a táplálóanyagok bendőbeli fermentációjának mértékét. A keményítő ún. zselatinizációja és a mechanikai felületnövelő hatás eredményeképpen a mikroorganizmusok tevékenysége intenzívebbé válik és az amiláz hatékonyabban tudja bontani a keményítőt (CAMPLING, 1991). Más szerzők is megállapították, hogy a gabonamagvak fizikai kezelése során a nedvesség, a nyomás és a hő által előidézett folyamatok elősegítik a bendőmikrobák lebontó tevékenységét, azzal, hogy azok könnyebben férnek hozzá a keményítőszemcsékhez (KOTARSKI, 1992; HUNTINGTON, 1997; KNOWLTON, 2003). Javítja a mikrobiális, illetve az enzimes bontás hatékonyságát az is, hogy a keményítő hidrogén kötései a fizikai és kémiai változások hatására szétesnek (OFFNER és mtsai, 2003).

A roppantott kukorica keményítőtartalma irodalmi adatok szerint 40–45%-ban bomlik le a bendőben, míg a finomra darált kukorica esetében ez az érték 60–65%. Az etetési kísérletekben arra a következtetésre jutottak, hogy a szemcseméret csökkentésének (egész szemű, durvára és finomra darált kukorica) hatására javult a tehenek tejtermelése, míg a tej zsírtartalma ezzel egyidejűleg csökkent.

Keményítőhasznosítás a vastagbélben

Az irodalmi adatok szerint a teljes keményítőemésztés kb. 2–11%-a a vastagbélben zajlik le. A vastagbélbe jutó keményítő hasonló mikrobás fermentáción megy keresztül, mint az előgyomrokban. A vastagbélben folyó fermentáció legfőbb helye a vakbél, amelynek eredményeként rövid szénláncú zsírsavak (SCFA) képződnek (pl. ecetsav, propionsav), amelyek a bélfalon keresztül felszívódva energiaforrást jelentenek a kérődző állatok számára. A rövid szénláncú zsírsavak mellett az itt termelődő mikrobafehérje azonban már nem hasznosul, mivel a vastagbélben nem folyik enzimes fehérje emésztés. KARR és mtsai (1966), továbbá ØRSKOV és mtsai (1969) szerint, amennyiben a takarmányadag döntően kukoricát tartalmaz, és intenzív takarmányozást folytatnak, úgy jelentős lehet a keményítőveszteség mértéke, mivel a kukoricakeményítő nem fermentálódik tökéletesen a vastagbélben (lásd korábban: trágyamosás jelentősége!).

A magyarországi takarmányadagok keményítőtartalma

A hazai tejelő tehén takarmányadagokban a szaktanácsadó kollégák a nem strukturális szénhidrátok (NSC, NonStructural Carbohydrate) részarányát legtöbbször közvetlen kémiai vizsgálat útján, az adagok keményítő, cukor és (tartósított takarmányok esetén) szerves sav tartalmának meghatározásán keresztül értékelik. Az ennél kissé tágabb fogalmat jelentő nem rostszerű szénhidrátokat (NFC, NonFiber Carbohydrate) pedig közvetett módon, a fontosabb táplálóanyagok (NDF, nyersfehérje, nyerszsír, nyershamu) meghatározását követően számítás útján építik be az optimalizáló programok adatbázisába.

A gyakorlatban az NFC-tartalom kiszámítására vonatkozóan több képlet is rendelkezésre áll:

NFC = 100-(NDF% + nyersfehérje% + nyerszsír% + nyershamu%)

NFC = 100-[(NDF%-neutrális detergens oldhatatlan fehérje) + nyersfehérje% + nyerszsír% + nyershamu%]

Tekintettel arra, hogy a növényi szénhidrátok, strukturális (pl. hemicellulóz, cellulóz, lignin) és nem strukturális szénhidrátok (pl. keményítő, cukor, szerves savak, oldható rostok stb.) formájában, a tejelő tehenek takarmányadagjában a szárazanyag-tartalom akár 60–70%-át is adhatják, így ezen táplálóanyag csoportok (azaz a strukturális és nem strukturális szénhidrátok) takarmányozási jelentőségét folyamatosan hangsúlyozni kell a gyakorlati szakemberek számára.

A hazai nagy tejtermelésű tehenek takarmányadagjában a keményítő és a cukor (együttesen) az etetett száraz anyag 25–32%-át teszi ki. A fogadó- és a nagytejű takarmányadagokban a száraz anyagon belül kb. 24–28% keményítő-, és kb. 4–6% cukortartalommal kell számolni, a többi NFC-forrástól függően. Mindemellett fel kell hívni a figyelmet (főleg kukorica alapú takarmányozás mellett) a bendőben lebomló és a bendőben le nem bomló (ún. bypass) keményítő egymáshoz viszonyított arányára, továbbá a vékonybélből felszívódó keményítőtartalom optimális mennyiségére csakúgy, mint a cukor és az oldható fehérjetartalom egymáshoz viszonyított arányára, ami a bendőbeli mikrobafehérje-termelés maximalizálása szempontjából lehet fontos.

A tejelő tehenek takarmányadagjának keményítőbontó enzimmel történő kiegészítése

A tejelő tehenek takarmányadagjának exogén enzimekkel történő kiegészítése az elmúlt évtizedekben került a takarmányozási kutatások fókuszába, mivel korábban úgy vélték, hogy ezek az enzimek inaktiválódnak a bendőben (CHESSON, 1994). Ezért az ún. közvetett utat választották és a szárítással vagy erjesztéssel tartósított tömegtakarmányokat kezelték sejtfalbontó enzimekkel. Majd az abrakkeverékhez adagolható, közvetlenül (direkt) etetett rostbontó enzimekre (pl. celluláz, xilanáz) terelődött a kutatók figyelme. A sejtfalbontó enzimek hatására mutatkozó kedvezőbb termelési eredményeket pedig a kérődzőkkel végzett emésztés-élettani kísérletek megfelelően támasztották alá (KRUEGER és mtsai, 2003). A keményítőbontó enzimekkel kapcsolatos újabb keletű kutatások (HRISTOV és mtsai, 2008; KUNG és mtsai, 2009; GENCOGLU és mtsai, 2010) vizsgálati eredményei szerint az alfa-amiláz kiegészítés javítja a szerves anyag teljes emésztőtraktuson mért emészthetőségét (1. ábra), és a tejtermelés hatékonyságát egyaránt. Az energiahasznosításban jelentkező pozitív hatások különösen a laktáció első 100–150. napjában jelentkeznek (WEISS és mtsai, 2011). Tehát abban az esetben, ha a tejelő tehenek takarmányadagjában az NFC-tartalom jelentős (38–42 száraz anyag%), akkor az etetett szárított kukoricadara optimális szemcseméretének megválasztása (durva dara) és a teljes takarmánykeverék (TMR) keményítőbontó enzimmel (alfa-amiláz) történő kiegészítése javasolt lehet. Az exogén alfa-amiláz kiegészítés az előzőekben ismertetett kedvező hatásait azonban a gyakorlati körülmények között elvégzett etetési kísérletekben nem minden esetben tapasztalták a kutatók.

Tekintettel arra, hogy hazai vizsgálati adatok csak korlátozottan állnak rendelkezésre a keményítőbontó enzimkészítmények hatékonyságának igazolására, ezért egy dunántúli tejelő tehenészetben tehénpáros módszerrel (n=70) vizsgáltunk egy kereskedelmi célra forgalmazott termék hatását a nagy tejtermelésű tehenek termelésére és a tej táplálóanyag tartalmára. Az etetett kontroll és kísérleti takarmányadag a magyarországi gyakorlatnak megfelelően kukoricaszilázs, lucernaszenázs és szárított kukoricadara alapú volt. A tejtermelés mérése naponta, a reggeli fejésből származó tejminták kémiai vizsgálata pedig hetente egy alkalommal történt. A kísérlet 3 hét előetetési, majd ezt követően 12 hét vizsgálati szakaszból állt. Az abrakhoz kevert alfa-amiláz enzim etetése (12 g/nap/tehén) szignifikánsan (p

A cikk szerzője: Dr. Tóth Tamás